不止是酸甜苦咸鲜？新研究可能找到了第六种味觉

在古代，中国人将「酸甜苦辣咸」概括为「五味」。当然，我们现在知道这个说法存在些许瑕疵：辣不属于味觉而是痛觉，因为我们的味蕾上并没有 「辣味受体」，感受辣的其实是疼痛感受器。真正构成 5 种味觉的，是酸甜苦咸鲜——我们的味蕾上分别有各自的特异性味觉受体，用来感知这 5 种味道并产生味觉信号。

现在，这份味觉名单或许要增加一位新成员了。一项今日发表于《自然·代谢》的研究在对果蝇的研究中，发现了一种能够感知碱性食物的全新味觉受体。作者表示，未来的更多研究将告诉我们，这种「碱味受体」是否同样存在于其他动物，尤其是哺乳动物的舌头上。

不知道大家有没有想过这样一个问题。酸味我们都很熟悉，酸本质上就是氢离子浓度高，或者说 pH 值小于 7，而感受酸味的受体也正是能感应 pH 值的质子通道。那么反过来，对于酸碱平衡的另一端，我们的舌头上是否同样存在对应的碱味受体，从而尝出 pH 值大于 7 的食物呢？

早在上世纪 40 年代，就有实验发现相比于舌头的其他部位，舌尖似乎对碱性的氢氧化钠更敏感——这也成为了碱味受体有可能存在的早期证据。然而，如果这类受体真的存在，那么它们的分子、细胞基础是什么？科学界对此知之甚少。

▲正在树枝上觅食的野生果蝇。最新研究发现氯离子通道 Alka 是果蝇感知碱性食物的味觉受体（图片来源：Yali Zhang, Monell Chemical Senses Center）

在最新研究中，美国莫奈尔化学感官中心的 Yali Zhang 博士团队首先为正常的果蝇分别提供了中性和碱性（pH = 12）食物，结果果蝇纷纷选择中性食物，碱性食物则是鲜有果蝇问津。

这个结果并不意外。动物对碱性的感知能力十分重要，因为它们可以据此判断食物的营养特性：正如酸味常常对应着食物腐败等危险，碱性也是一种对健康不利的有害信号，可能对应着毒性以及嗜碱性环境的病原体。人类在食用强碱性食物后，可能出现肌肉痉挛、恶心呕吐等症状；而果蝇更是会因此而减寿。

然而，有少数果蝇并没有主动避开碱性食物，因此它们很可能携带了导致感知碱性能力失常的基因突变。果然，研究团队从这些果蝇中分离出 alkaliphile（简称 alka，意为嗜碱性）基因，这个基因能编码一种名为 Alka 的氯离子通道蛋白。研究发现，Alka 在果蝇唇瓣的味觉受体神经元（相当于哺乳动物的味觉受体）中表达，是让果蝇避开碱性食物的充分必要条件：果蝇检测碱性食物离不开 Alka，并且只要有 Alka 存在就足够了。

▲alka 在果蝇唇瓣上表达的模式（图片来源：参考资料 [1]）

接下来的电生理分析告诉我们，这种氯离子通道是如何与酸碱性产生关联的。研究团队发现 Alka 氯离子通道能够被氢氧根（OH-）激活。果蝇味觉受体神经元内的氯离子浓度比细胞外更高，当细胞暴露于高 pH 值环境时，Alka 通道开启，氯离子从胞内流向胞外。氯离子的外排激活了味觉受体神经元，从而向脑部发送碱性食物的信号，提醒个体远离这种食物。

「我们的工作表明，长期被忽视的氯离子在向大脑发送味觉信号的过程中，发挥着关键作用。」 Yali Zhang 博士说。

▲Alka 通道被氢氧根激活的示意图（图片来源：参考资料 [1]）

随后，研究团队还使用光遗传工具对表达 alka 基因的味觉受体神经元进行了操控。他们发现，通过光照激活这些神经元时，由于「避开碱性食物」的信号传向脑部，即使摆在它们面前的是平时最爱的甜食蔗糖，这些果蝇也失去了兴趣。相反，当这些神经元未被激活时，果蝇躲避碱性食物的能力明显受损。因此，碱性信号会对果蝇的食物选择造成了很大的影响。

综上，这项研究确定了 Alka 是一种全新的味觉受体，可以帮助果蝇检测食物的 pH 值。「我们的工作解决了关于是否存在碱性味觉的争论。」 Yali Zhang 博士说。这项进展为更多动物感知碱性食物的机制研究奠定了基础。我们的舌头上是否也有这样的碱味受体？期待不久之后的研究可以给出答案。

参考资料：

[1] Tingwei Mi et al. Alkaline taste sensation through the alkaliphile chloride channel in Drosophila. Nature Metabolism (2023). https://doi.org/10.1038/s42255-023-00765-3

[2] Monell Center team discovers molecular basis for alkaline taste. Retrieved March 20th, 2023 from https://www.eurekalert.org/news-releases/983210

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